반투명체

Translocon

반투명체(transcopator 또는 translocation channel이라고도 한다)는 여러 막에 걸쳐 폴리펩타이드의 번역과 관련된 단백질의 복합체다.[1]eukaryotes에서 가장 일반적으로 transcopic reticulum(ER)에서 대상 신호 시퀀스를 가진 초기 폴리펩타이드들을 cytosol에서 Endopplasmic reticulum(ER)의 내부 공간(시스테날 또는 루메날)으로 운반하는 복합체를 말한다.이 번역 과정은 단백질이 소수성 지방질 빌레이어를 통과하도록 요구한다.같은 콤플렉스는 막 자체(메브레인 단백질)에 신생 단백질을 통합하는 데도 사용된다.원핵생물에서는 유사한 단백질 복합체가 (내부) 혈장막을 가로질러 폴리펩티드를 운반하거나 막 단백질을 통합한다.[2]어느 경우든 단백질 복합체는 Sec 단백질(Sec: Secretory)에서 형성되며, 헤트로트리메릭 Sec61이 채널이다.[3]원핵생물에서 동음이의 채널 콤플렉스는 SecYEG로 알려져 있다.[4]

이 기사는 세포의 고유 반투명에 초점을 맞추지만 병원균은 숙주막에 다른 반투명도 조립할 수 있어 독성인자를 표적 세포로 내보낼 수 있다.[5]

중앙 채널

주요기사 : 61조

번역 채널은 원핵생물의 경우 SecYEG, 진핵생물의 경우 61절이라고 불리는 이질-삼질 단백질 복합체다.[6]서브유닛 SecY, SecE, SecG로 구성된다.이 채널의 구조는, 유휴 상태에 있는, 고고학에서의 X선 결정학에 의해 해결되었다.[4]SecY는 큰 모공 서브 유닛이다.측면도에서 보면, 이 채널은 모래시계 모양을 하고 있으며, 양쪽에 깔때기가 있다.세포외 깔때기는 알파-헬릭스로부터 약간의 "플러그"가 형성되어 있다.막의 중앙에는 6개의 소수성 아미노산으로 이루어진 모공 링으로 구성된 구조물이 있는데, 이 링은 측면 사슬을 안쪽으로 투영한다.단백질 번역을 하는 동안 플러그를 밖으로 옮기고, 세포질 깔때기에서 세포외 깔때기인 모공 링을 거쳐 세포외 공간으로 폴리펩타이드 체인을 이동시킨다.막단백질의 소수성 세그먼트는 횡문을 통해 지질을 통해 옆으로 빠져나와 막간 신장 세그먼트가 된다.[4]

박테리아에서 SecYG는 SecDF, YajC, YidC와 함께 콤플렉스를 형성한다.[7][8]eukaryotes에서 sec61은 olgosaccharyl transferase complex, TRAP complex, memble prote tram(가능성 chaperone)으로 콤플렉스를 형성한다.신호 펩티다아제 복합체 및 SRP 수용체와 같은 추가 구성요소의 경우, 그것들이 어느 정도까지 과도적으로만 트랜스코콘 복합체와 연관되는지 명확하지 않다.[9]

번역

이 채널은 펩타이드들이 어느 방향으로든 움직일 수 있도록 해주기 때문에, 특정한 방향으로 펩타이드의 이동을 위해서는 트랜스콘의 추가 시스템이 필요하다.번역에는 세 가지 유형이 있는데, 번역이 일어나면서 일어나는 동역 번역과 번역 후에 일어나는 번역 후 번역의 두 가지 유형으로 각각 진핵생물과 박테리아에서 볼 수 있다.eukaryotes가 BiP로 단백질을 펼치고 다른 콤플렉스를 사용하여 펩타이드 운반에 사용하는 반면, 박테리아는 SecA ATPase를 사용한다.[10]

공동번역

ER trancon complex.많은 단백질 복합체가 단백질 합성에 관여한다.실제 생산은 리보솜(노란색 및 연한 청색)에서 이루어진다.ER 반투명(녹색: Sec61, 파란색)을 통해TRAP 복합체, 그리고 빨강: 올리고샤릴 전이효소 복합체) 새로 합성된 단백질을 막(회색)을 가로질러 ER 내부로 운반한다.sec61은 단백질 전도 채널이며 OST는 초기 단백질에 설탕을 첨가한다.

동시 변환 번역에서, 반투명체는 리보솜과 결합하여 성장하는 초기 폴리펩타이드 체인이 리보솜 터널에서 SecY 채널로 이동된다.반투명체(translocator)는 소포체 망막의 소수성 막을 통과하는 통로 역할을 한다(SRP가 분리되어 번역을 계속한 후).새로 등장한 폴리펩타이드(polypptide)는 브라운 라쳇에 의해 잠재적으로 추진되는, 펼쳐진 아미노산의 끈으로 채널을 통해 실에 꿰어진다.일단 번역이 끝나면 신호 펩티다아제는 초기 단백질에서 짧은 신호 펩티드를 분리하여, 다극성 망막 내부를 자유롭게 한다.[11][12]

eukaryotes에서, 소포체 망막으로 번역되기 때문에 생기는 단백질은 신호인식 입자(SRP)에 의해 인식되는데, 이는 리보솜에 의한 폴리펩타이드의 번역을 정지시키는 동시에 소포체 망막의 SRP 수용체에 리보솜을 부착한다.이 인식 이벤트는 합성할 폴리펩타이드의 처음 몇 코돈에 있는 특정 N단자 신호 시퀀스에 기초한다.[10]박테리아는 또한 eukaryote TRAM과 유사한 샤페론 이이드와 함께 SRP를 사용한다.[13][10]

또한 반투명체는 세포막 단백질을 정확한 방향으로 번역하여 세포내막으로 통합시킬 수 있다.이 과정의 메커니즘은 완전히 이해되지는 않지만, 투과성 나선으로 운명지어지는 아미노산 배열에서 소수성 스트레칭의 반투명성에 의한 인식과 처리를 포함한다.정지 전달 시퀀스에 의해 닫히고 내장된 신호 시퀀스에 의해 열리는 플러그는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이를 변화시켜 헬리컬을 다른 방향으로 배치한다.[10]

변환 후

eukaryotes에서 변환 후 번역은 SEC62/SEC63 적분막단백질 복합체를 포함한 BiP 및 기타 복합체에 의존한다.이러한 번역 방식에서 63절은 BiP가 ATP를 가수 분해하는 것을 돕고, ATP는 펩타이드에 결합하여 "당겨낸다"고 한다.이 과정은 전체 펩타이드가 당겨질 때까지 다른 BiP 분자에 대해 반복된다.[10]

박테리아에서는 SecA라고 알려진 "밀어내는" ATPase에 의해 동일한 과정이 수행되며, 때로는 당김을 담당하는 반대편의 SecDF 콤플렉스의 도움을 받는다.[14]SecA ATPase는 "밀고 미끄러짐" 메커니즘을 사용하여 채널을 통해 폴리펩타이드(Polypptide)를 이동시킨다.ATP 바인딩 상태에서, SecA는 기질에 있는 아미노산의 부분집합과 2헬릭스 손가락을 통해 상호작용하며, 이들을 (ATP 가수분해와 함께) 채널로 밀어 넣는다.그런 다음 SecA가 ADP-bound 상태로 들어가면서 교호작용이 약해져 폴리펩타이드 체인이 어느 방향으로든 수동적으로 미끄러질 수 있게 된다.그런 다음 SecA는 이 과정을 반복하기 위해 펩타이드의 추가 부분을 잡는다.[10]

ER-retrotranslonocon

또한 반투명자는 폴리펩타이드(프로테아솜을 대상으로 하는 손상된 단백질 등)를 내소성 망막의 시스테날 공간에서 세포솔로 이동할 수 있다.ER-단백질은 내소성-수두 관련 단백질 분해로 알려진 26S 프로테아솜에 의해 세포솔에서 분해되므로 적절한 채널로 운반해야 한다.이 역트랜스톨로콘은 아직도 수수께끼다.

처음에는 Sec61 채널이 이러한 역방향 전송에 책임이 있다고 믿었는데, 이는 Sec61을 통한 전송이 항상 단방향일 뿐만 아니라 양방향일 수도 있음을 암시한다.[15]그러나 61절의 구조는 이 관점을 지지하지 않으며 여러 가지 다른 단백질들이 ER 루멘에서 사이토솔로 수송을 담당한다고 제안되어 왔다.[16]

참고 항목

참조

  1. ^ Johnson AE, van Waes MA (1999). "The translocon: a dynamic gateway at the ER membrane". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 15: 799–842. doi:10.1146/annurev.cellbio.15.1.799. PMID 10611978.
  2. ^ Gold VA, Duong F, Collinson I (2007). "Structure and function of the bacterial Sec translocon". Molecular Membrane Biology. 24 (5–6): 387–94. doi:10.1080/09687680701416570. PMID 17710643. S2CID 83946219.
  3. ^ Deshaies RJ, Sanders SL, Feldheim DA, Schekman R (February 1991). "Assembly of yeast Sec proteins involved in translocation into the endoplasmic reticulum into a membrane-bound multisubunit complex". Nature. 349 (6312): 806–8. Bibcode:1991Natur.349..806D. doi:10.1038/349806a0. PMID 2000150. S2CID 31383053.
  4. ^ a b c Van den Berg B, Clemons WM, Collinson I, Modis Y, Hartmann E, Harrison SC, Rapoport TA (January 2004). "X-ray structure of a protein-conducting channel". Nature. 427 (6969): 36–44. Bibcode:2004Natur.427...36B. doi:10.1038/nature02218. PMID 14661030. S2CID 4360143.
  5. ^ Mueller CA, Broz P, Cornelis GR (June 2008). "The type III secretion system tip complex and translocon". Molecular Microbiology. 68 (5): 1085–95. doi:10.1111/j.1365-2958.2008.06237.x. PMID 18430138. S2CID 205366024.
  6. ^ Chang Z (2016-01-01). "Biogenesis of Secretory Proteins". In Bradshaw RA, Stahl PD (eds.). Encyclopedia of Cell Biology. Waltham: Academic Press. pp. 535–544. doi:10.1016/b978-0-12-394447-4.10065-3. ISBN 978-0-12-394796-3.
  7. ^ Duong F, Wickner W (May 1997). "Distinct catalytic roles of the SecYE, SecG and SecDFyajC subunits of preprotein translocase holoenzyme". The EMBO Journal. 16 (10): 2756–68. doi:10.1093/emboj/16.10.2756. PMC 1169885. PMID 9184221.
  8. ^ Scotti PA, Urbanus ML, Brunner J, de Gier JW, von Heijne G, van der Does C, et al. (February 2000). "YidC, the Escherichia coli homologue of mitochondrial Oxa1p, is a component of the Sec translocase". The EMBO Journal. 19 (4): 542–9. doi:10.1093/emboj/19.4.542. PMC 305592. PMID 10675323.
  9. ^ Pfeffer S, Dudek J, Gogala M, Schorr S, Linxweiler J, Lang S, et al. (2014). "Structure of the mammalian oligosaccharyl-transferase complex in the native ER protein translocon". Nature Communications. 5 (5): 3072. Bibcode:2014NatCo...5.3072P. doi:10.1038/ncomms4072. PMID 24407213.
  10. ^ a b c d e f Osborne AR, Rapoport TA, van den Berg B (2005). "Protein translocation by the Sec61/SecY channel". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 21: 529–50. doi:10.1146/annurev.cellbio.21.012704.133214. PMID 16212506.
  11. ^ Simon SM, Blobel G (May 1991). "A protein-conducting channel in the endoplasmic reticulum". Cell. 65 (3): 371–80. doi:10.1016/0092-8674(91)90455-8. PMID 1902142. S2CID 33241198.
  12. ^ Simon SM, Blobel G (May 1992). "Signal peptides open protein-conducting channels in E. coli". Cell. 69 (4): 677–84. doi:10.1016/0092-8674(92)90231-z. PMID 1375130. S2CID 24540393.
  13. ^ Zhu L, Kaback HR, Dalbey RE (September 2013). "YidC protein, a molecular chaperone for LacY protein folding via the SecYEG protein machinery". The Journal of Biological Chemistry. 288 (39): 28180–94. doi:10.1074/jbc.M113.491613. PMC 3784728. PMID 23928306.
  14. ^ Lycklama A, Nijeholt JA, Driessen AJ (April 2012). "The bacterial Sec-translocase: structure and mechanism". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 367 (1592): 1016–28. doi:10.1098/rstb.2011.0201. PMC 3297432. PMID 22411975.
  15. ^ Römisch K (December 1999). "Surfing the Sec61 channel: bidirectional protein translocation across the ER membrane". Journal of Cell Science. 112 ( Pt 23) (23): 4185–91. doi:10.1242/jcs.112.23.4185. PMID 10564637.
  16. ^ Hampton RY, Sommer T (August 2012). "Finding the will and the way of ERAD substrate retrotranslocation". Current Opinion in Cell Biology. 24 (4): 460–6. doi:10.1016/j.ceb.2012.05.010. PMID 22854296.